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超宽带冲激雷达是一种通过发射极窄的脉冲信号进行目标探测、定位和成像的新型雷达,它具有良好的穿透性能、极高的距离分辨率和超低的功耗等优点。可以应用于地质探测、室内定位,反隐身技术、穿墙反恐、丛林探测、生命救援、机场安监系统等各种民用和军事领域。本文围绕超宽带冲激雷达收发系统的关键技术,主要开展了以下几个方面的工作:(1)介绍了超宽带冲激雷达的历史、发展现状、技术优势和研究意义。阐述了超宽带冲激雷达的基本理论,包括冲激雷达系雷达方程和冲激雷达发射机接收机的关键技术理论等。(2)分别基于雪崩三极管和阶跃恢复二极管理论,设计并制作了两款超宽带窄脉冲源。从原理上分析了影响脉冲幅度、宽度的各个因素。制作的雪崩脉冲源最大幅度为3V,最小脉宽约为1ns,阶跃脉冲源最小脉宽为350ps,幅度最大为950mV。结果表明雪崩技术可以得到更大幅度的脉冲,而阶跃技术得到的脉冲信号脉宽更小。(3)基于放大器的负反馈理论,通过在低噪放晶体管的源极上添加电容以弥补高频增益。利用ADS软件快速优化输入输出端口的匹配阻抗,同时选择合适的反馈电阻,和附加优化目标,使端口阻抗达到优化目标要求的值。避免了在斯密斯圆图上寻找最佳匹配点的繁琐步骤。基于此,仿真并制作了带宽在0.1~1GHz,增益为38dB,输入输出端口S参数小于-10及噪声系数低于2的超宽带放大器。(4)在等效采样理论的基础上,通过FPGA产生10个频率为200MHz的时钟信号,该时钟信号经过低抖动延时芯片CDCF5801延时52ps(等效采样率20GS/S)后送给模数转换器MAX1121作为采样时钟。经过192次延时采样,一个完整的回波信号被采集到FPGA内部的缓存FIFO中,采集的数据经过BLOCKRAM的数据重组,得到正确的波形数据顺序,最后由FPGA控制固态存储器AT45DB161D把数据烧写到其内部的存储单元中,需要后端信号处理和分析时,再由FPGA读出并经过串口MAX232传输到PC机。该电路以较低的成本在以FR-4为基板的四层板上实现了超宽带冲激雷达的数据采集,避免了昂贵的高速ADC的购买。兼顾系统性能的同时很好的控制了成本。